Nazanin Zaghari-Ratcliffe och Anoosheh Ashoori landade i sydvästra England strax efter klockan 01, svensk tid, efter att ha släppts på onsdagen.
– (Vi) ser fram emot ett nytt liv, sade Nazanin Zaghari-Ratcliffes make Richard Ratcliffe, som tillsammans med parets sjuåriga dotter väntade på det ankommande planet på en brittisk militärbas.
På onsdagen meddelade även Washington att man kan vara nära en uppgörelse med Iran och dess kärnenergiprogram.
Tredje fånge fri
Den brittiska regeringen säger att även en tredje fånge – Morad Tahbaz med amerikanskt, brittiskt och iranskt medborgarskap – har släppts ur fängelse.
Nazanin Zaghari-Ratcliffe greps på en flygplats i Iran 2016 och dömdes till ett längre fängelsestraff för påstådd uppvigling under massprotester 2009.
När hon i fjol hade avtjänat straffet fälldes hon ånyo och förbjöds att lämna Iran. Anklagelsepunkten rörde "propaganda", enligt hennes advokat.
Anoosheh Ashoori greps 2017 och dömdes till tolv års fängelse för påstådda band till Israels underrättelsetjänst Mossad, något som förnekas av hans familj.
Gammal skuld
Familjemedlemmar och människorättsorganisationer anklagar Iran för att gripa personer med dubbelt medborgarskap för att pressa västländer.
Iran meddelade i fjol att Nazanin Zaghari-Ratcliffe kunde friges om Storbritannien betalade en 40 år gammal skuld på nära 400 miljoner pund (4,9 miljarder kronor) för stridsvagnar.
Brittiska myndigheter har dock inte bekräftat att skulden är betald.